十八、併發程式設計之執行緒之間的通訊之wait、notify
阿新 • • 發佈:2019-01-03
一、執行緒的幾種狀態
執行緒有四種狀態:
- 1.產生(New):執行緒物件已經產生,但尚未被啟動,所以無法執行。如通過new產生了一個執行緒物件後沒對它呼叫start()函式之前。
- 2.可執行(Runnable):每個支援多執行緒的系統都有一個排程器,排程器會從執行緒池中選擇一個執行緒並啟動它。
當一個執行緒處於可執行狀態時,表示它可能正處於執行緒池中等待排排程器啟動它;也可能它已正在執行。
如執行了一個執行緒物件的start()方法後,執行緒就處於可執行狀態,但顯而易見的是此時執行緒不一定正在執行中。 - 3.死亡(Dead):當一個執行緒正常結束,它便處於死亡狀態。如一個執行緒的run()函式執行完畢後執行緒就進入死亡狀態。
- 4.停滯(Blocked):當一個執行緒處於停滯狀態時,系統排程器就會忽略它,不對它進行排程。
二、執行緒間的相互作用
執行緒間的相互作用:執行緒之間需要一些協調通訊,來共同完成一件任務。
Object類中相關的方法有兩個notify方法和三個wait方法,因為wait和notify方法定義在Object類中,因此會被所有的類所繼承。這些方法都是final的,即它們都是不能被重寫的,不能通過子類覆寫去改變它們的行為。
1、wait()方法
- wait()方法使得當前執行緒必須要等待,等到另外一個執行緒呼叫notify()或者notifyAll()方法。
- 當前的執行緒必須擁有當前物件的monitor,也即lock,就是鎖。要確保呼叫wait()方法的時候擁有鎖,即,wait()方法的呼叫必須放在synchronized方法或synchronized塊中。
- 執行緒呼叫wait()方法,釋放它對鎖的擁有權,然後等待另外的執行緒來通知它(通知的方式是notify()或者notifyAll() 方法),這樣它才能重新獲得鎖的擁有權和恢復執行。
2、wait()與sleep()比較
- 當執行緒呼叫了wait()方法時,它會釋放掉物件的鎖。
- 另一個會導致執行緒暫停的方法:Thread.sleep(),它會導致執行緒睡眠指定的毫秒數,但執行緒在睡眠的過程中是不會釋放掉物件的鎖的。
3、notify()方法
- notify()方法會喚醒一個等待當前物件的鎖的執行緒。如果多個執行緒在等待,它們中的一個將會選擇被喚醒。這種選擇是隨意的,和具體實現有關。(執行緒等待一個物件的鎖是由於呼叫了wait方法中的一個)。
- 被喚醒的執行緒是不能被執行的,需要等到當前執行緒放棄這個物件的鎖。被喚醒的執行緒將和其他執行緒以通常的方式進行競爭,來獲得物件的鎖。也就是說,被喚醒的執行緒並沒有什麼優先權,也沒有什麼劣勢,物件的下一個執行緒還是需要通過一般性的競爭。
- notify()方法應該是被擁有物件的鎖的執行緒所呼叫。換句話說,和wait()方法一樣,notify()方法要求在呼叫時執行緒已經獲得了物件的鎖,因此對這兩個方法的呼叫需要放在synchronized方法或 synchronized塊中。
4、一個執行緒變為一個物件的鎖的擁有者是通過下列三種方法:
- 1.執行這個物件的synchronized例項方法。
- 2.執行這個物件的synchronized語句塊。這個語句塊鎖的是這個物件。
- 3.對於Class類的物件,執行那個類的synchronized、static方法。
三.例項程式碼分析
public class Demo {
private volatile int signal;
public void set(int value) {
this.signal = value;
}
public int get() {
return signal;
}
public static void main(String[] args) {
Demo d = new Demo();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (d) {
System.out.println("修改狀態的執行。。。");
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
d.set(1);
System.out.println("修改狀態。。。");
d.notify();
}
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (d) {
//等待signal為1開始執行,否則不能執行
while(d.get() != 1) {
try {
d.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//當訊號為1的時候,執行程式碼
System.out.println("模擬程式碼的執行。。。"+d.get());
}
}
}).start();
}
}
public class Demo2 {
private volatile int signal;
//notify和wait必須放在同步方法或者同步程式碼塊裡面執行
public synchronized void set() {
this.signal = 1;
System.out.println("叫醒執行緒之後休眠開始。。。。");
//notify();//notify方法會隨機叫醒一個處於wait狀態的執行緒
notifyAll();//notifyAll叫醒所有處於wait狀態的執行緒,爭奪到時間片的執行緒只有一個
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public synchronized int get() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 執行了。。。 ");
if(signal!=1) {
try {
wait();//呼叫wait方法的時候會釋放拿到的鎖
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 執行完畢");
return signal;
}
public static void main(String[] args) {
Demo2 d = new Demo2();
Target1 t1 = new Target1(d);
Target2 t2 = new Target2(d);
new Thread(t2).start();
new Thread(t2).start();
new Thread(t2).start();
new Thread(t2).start();
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
new Thread(t1).start();
}
}
public class Target1 implements Runnable{
private Demo2 demo2;
public Target1(Demo2 demo2) {
this.demo2 = demo2;
}
@Override
public void run() {
demo2.set();
}
}
public class Target2 implements Runnable{
private Demo2 demo2;
public Target2(Demo2 demo2) {
this.demo2 = demo2;
}
@Override
public void run() {
demo2.get();
}
}